《選修31 焦耳定律 課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《選修31 焦耳定律 課件（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)： 1、部分電路歐姆定律、電阻定律方程。、部分電路歐姆定律、電阻定律方程。 2、分析下列導(dǎo)體電阻的變化趨勢(shì)，并說(shuō)、分析下列導(dǎo)體電阻的變化趨勢(shì)，并說(shuō)明它們可能由什么材料構(gòu)成。明它們可能由什么材料構(gòu)成。一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做功由電荷的電場(chǎng)力做功回憶：回憶： 在靜電學(xué)中，電場(chǎng)在靜電學(xué)中，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是什么？力做功的特點(diǎn)是什么？表達(dá)式？表達(dá)式？（1 1）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只取決于初末位置的電勢(shì)差電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只取決于初末位置的電勢(shì)差（2 2）利用電勢(shì)
2、差求電功）利用電勢(shì)差求電功WWABAB = qU = qUABABW=qUq=ItW=UIt一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做功由電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J)(J) 千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做功由電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J)(J) 千瓦時(shí)千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6(kWh
3、) 1kWh=3.610106 6J J功能關(guān)系：功能關(guān)系：表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt電場(chǎng)力做了多少功就有多少電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能電場(chǎng)力做了多少功就有多少電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式能電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做功由電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J)(J) 千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt物理意義：物理
4、意義：反映了反映了“多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能” 也可以說(shuō)也可以說(shuō)“消耗了多少電能消耗了多少電能”思考：電路中如有白熾燈、電爐、電動(dòng)機(jī)等元件，思考：電路中如有白熾燈、電爐、電動(dòng)機(jī)等元件， 電功與這些元件的種類(lèi)有關(guān)嗎？電功與這些元件的種類(lèi)有關(guān)嗎？結(jié)論：電功結(jié)論：電功W W（消耗了多少電能）只與元件兩端的電壓（消耗了多少電能）只與元件兩端的電壓U U， 通過(guò)的電流通過(guò)的電流I I和通電時(shí)間和通電時(shí)間t t有關(guān)，與元件的種類(lèi)無(wú)關(guān)。有關(guān)，與元件的種類(lèi)無(wú)關(guān)。 適用于適用于一切電路做功一切電路做功一、電功和電功率一、電功和電功率1. 1. 電功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自電
5、功：電流做功的實(shí)質(zhì)是導(dǎo)體中的電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做功由電荷的電場(chǎng)力做功單位：焦耳單位：焦耳(J)(J) 千瓦時(shí)(kWh) 1kWh=3.6kWh) 1kWh=3.610106 6J J表達(dá)式：表達(dá)式： W=UItW=UIt物理意義：物理意義：反映了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能反映了有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 也可以說(shuō)也可以說(shuō)“消耗了多少電能消耗了多少電能” 適用于適用于一切電路做功一切電路做功2.2.電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率PW/tUI單位：瓦（W） 千瓦kW表達(dá)式：表達(dá)式： 適用于適用于一切電路的電一切電路的電功率功率物理意義：反映了電流做
6、功的快慢！物理意義：反映了電流做功的快慢！探討幾個(gè)用電器的能量轉(zhuǎn)化情況探討幾個(gè)用電器的能量轉(zhuǎn)化情況a、電流流過(guò)電爐子、電流流過(guò)電爐子b、電流流過(guò)充電電池、電流流過(guò)充電電池c、電流流過(guò)電風(fēng)扇、電流流過(guò)電風(fēng)扇 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能 電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能 想想他們有什么共同點(diǎn)？燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？
7、燙手燙手不燙手why why ？著火了！著火了！why why ？家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi)，家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi)，這又是為什么？這又是為什么？UIt WQ電熱：即即電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱在純電阻電路中在純電阻電路中（ ）IRU 歐姆定律：RtI2Q 電熱： 二、電熱和熱功率二、電熱和熱功率1.1.電熱電熱: :電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量RtI2Q 焦焦耳耳定定律律：2.2.熱功率熱功率: :單位時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量單位時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量表達(dá)式表達(dá)式：P P熱熱=I=I2 2R
8、R白熾燈、電爐等白熾燈、電爐等UIt WQ電熱：即即電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，電功等于電熱在純電阻電路中在純電阻電路中（白熾燈、電爐等）（白熾燈、電爐等）IRU 歐姆定律：RtI2Q 電熱：在非純電阻電路中在非純電阻電路中，（，（如電動(dòng)機(jī)）如電動(dòng)機(jī)）電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但不可避免的一小部分轉(zhuǎn)化為熱能。但不可避免的一小部分轉(zhuǎn)化為熱能。UItW電功：tRUtUIt22RIQW結(jié)論：結(jié)論：tRIQ2電熱：WQUIR（歐姆定律不適用）（歐姆定律不適用）應(yīng)該是應(yīng)該是W=E機(jī)機(jī)+Q1純電阻用電器:電流通過(guò)用電器以發(fā)熱為目的如電爐、電熨斗、電飯鍋、電烙鐵
9、、白熾燈泡等電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱2非純電阻用電器:電流通過(guò)用電器是以轉(zhuǎn)化為熱能以外的形式的能力為目的,發(fā)熱不是目的,而是難以避免的熱能損失.例如電動(dòng)機(jī)、給蓄電池充電等電能大部分轉(zhuǎn)化為其它能，一小部分轉(zhuǎn)化為熱能電功大于電熱QRtItRUUItW22其它WQW熱電PRURIUI22P其熱電PPP課堂小結(jié)課堂小結(jié)電功電功電熱電熱公式公式W=UItQ=I2Rt物理物理意義意義消耗了多少電能消耗了多少電能電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生了多少熱量了多少熱量純電純電阻阻非純非純電阻電阻W=UItQ=I2RtQRtItRUUItW22課堂練習(xí)課堂練習(xí)1：圖中虛線框內(nèi)是一個(gè)未知電路，圖中虛線框
10、內(nèi)是一個(gè)未知電路，測(cè)得它的兩端點(diǎn)測(cè)得它的兩端點(diǎn)a，b之間的電阻是之間的電阻是R，在，在a，b之間加上電壓之間加上電壓U，測(cè)得流過(guò)這電路的電流，測(cè)得流過(guò)這電路的電流為為I，則未知電路的電功率一定是，則未知電路的電功率一定是 ( ) A . I2R B .U2/R C. UI D.I2R+UIC課堂練習(xí)課堂練習(xí)2： 加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是加在某臺(tái)電動(dòng)機(jī)上的電壓是U，電動(dòng)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為機(jī)消耗的電功率為P，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為r，則電，則電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為動(dòng)機(jī)線圈上消耗的熱功率為 ()APBU2/rCP2r/U2DPP2r/U2C課堂練習(xí)課堂練習(xí)3：為了使電爐消耗的
11、電功率減小到為了使電爐消耗的電功率減小到原來(lái)的一半，可以采用的措施是（原來(lái)的一半，可以采用的措施是（ ） A.使電流減半使電流減半 B.電壓減半電壓減半 C.使電爐的電阻減半使電爐的電阻減半 D.使電壓和電爐的電阻各減一半。使電壓和電爐的電阻各減一半。D【4】如圖所示，有一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻如圖所示，有一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)，內(nèi)阻r=0.6,R=10,U=160 V,電壓表的讀數(shù)為電壓表的讀數(shù)為110 V，求：，求：（1）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？（2）輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？）輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少？（3）在電動(dòng)機(jī)中發(fā)熱的功率是多少？）在電動(dòng)機(jī)中發(fā)
12、熱的功率是多少？（4）電動(dòng)機(jī)工作）電動(dòng)機(jī)工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少？所產(chǎn)生的熱量是多少？說(shuō)明：電動(dòng)機(jī)是非線性元件歐姆定律不適用，計(jì)算電流時(shí)，說(shuō)明：電動(dòng)機(jī)是非線性元件歐姆定律不適用，計(jì)算電流時(shí)，不能用電動(dòng)機(jī)兩端的電壓除以電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)不能用電動(dòng)機(jī)兩端的電壓除以電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)的熱功率。，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)的熱功率。例題：例題：某直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖，重某直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置如圖，重物質(zhì)量物質(zhì)量m=50kgm=50kg，電源提供恒定電壓，電源提供恒定電壓U=110VU=110V，不，不計(jì)摩擦，電動(dòng)機(jī)以計(jì)摩擦，電動(dòng)機(jī)以v
13、=0.90m/sv=0.90m/s的恒定速度向上提的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中電流升重物時(shí)，電路中電流I=5AI=5A，求電動(dòng)機(jī)線圈電，求電動(dòng)機(jī)線圈電阻阻R R（g=10m/sg=10m/s2 2 ）。）。作業(yè)：作業(yè)： 1、優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)35、36頁(yè)頁(yè) 2、 預(yù)習(xí)第預(yù)習(xí)第4節(jié)節(jié)在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多電流產(chǎn)生的熱量越多. . 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多產(chǎn)生的熱量越多. . 進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的
14、熱量與電流的平方成正比成正比. . 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多電流產(chǎn)生的熱量越多. . 123實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析課堂練習(xí)課堂練習(xí)3：有一直流電動(dòng)機(jī)，把它接入有一直流電動(dòng)機(jī)，把它接入0.2V0.2V電壓的電路中，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流電壓的電路中，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.4A0.4A，若電動(dòng)機(jī)接入，若電動(dòng)機(jī)接入2V2V電壓電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流電壓電路中，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流是是1A1A，求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出功率多，求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)輸出功率多大？如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然大？如果電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？被卡住，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大？例題例題: :一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，線圈電阻是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，線圈電阻是4 4 ，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端加，當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端加220V220V電壓時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是電壓時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.5A0.5A。 （1 1）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功有多少）這臺(tái)電動(dòng)機(jī)每分鐘所做的機(jī)械功有多少? ? 效率為多少？效率為多少？ （2 2）某時(shí)電動(dòng)機(jī)突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則此時(shí)的電動(dòng)）某時(shí)電動(dòng)機(jī)突然被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則此時(shí)的電動(dòng)機(jī)消耗的功率為多少？機(jī)消耗的功率為多少？
選修31 焦耳定律 課件
